CC BY
3https://doi.org/10.55764/2957-9856/2022-2-35-42.ll
УДК 551.728:633. 2.033 (575.4)
С. К. Вейсов,1 Г. О. Хамраев2
:К.г.н., ведущий научный сотрудник (Национальный институт пустынь, растительного и животного мира Министерства сельского хозяйства и охраны окружающей среды, Ашхабад, Туркменистан) 2К.г.н., заведующий кафедрой гидрометеорологии (Туркменский государственный университет им. Магтымгулы, Ашхабад, Туркменистан)
ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ФИТОМЕЛИОРАТИВНЫХ РАБОТ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНЖЕНЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ДЕФЛЯЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПУСТЫНЕ КАРАКУМ
Аннотация. Определены эффективные способы защиты различных инженерных объектов, расположенных в условиях пустыни Каракум, методами фитомелиоративных работ. Многолетние исследования, проведенные Национальным институтом пустынь, растительного и животного мира Министерства сельского хозяйства и охраны окружающей среды Туркменистана, доказывают, что применение фитомелиоративных методов дает наибольший эффект для стабилизации подвижных и техногенных песков. Кроме того, восстановление коренного растительного покрова ведет к повышению устойчивости пустынных экосистем и увеличению аридного биоразнообразия. Такие методы фитомелиорации применяются только в комплексе для стабилизации подвижных песков в независимости от региональных особенностей пустыни Каракум.
Ключевые слова: процессы дефляции, фитомелиоративные методы, закрепления подвижных песков, виды растительности, лесорастительные условия, пустыня Каракум.
Многолетний опыт размещения, строительства и эксплуатации различных инженерных объектов в пустыне Каракум требует надежных, но эффективных методов их защиты от дефляционных процессов, особенно с учетом местных лесорастительных условий [1-4,8]. Виды соответствующих древесно-кустарниковых пород выбираются с учетом их биологических особенностей и рекомендуются нами с учетом изменения глубины залегания и минерализации (в особенности от типа засоленности) грунтовых вод.
На отдельных песчаных массивах, расположенных среди освоенных земель, а также в полосе контакта пустыни с оазисными ландшафтами, рекомендуем посевы и посадку черного саксаула, черкеза, кандыма. Упомянутые участки частично закреплены травянистой растительностью и нуждаются только в проведении мероприятий по усилению естественного зарастания кустарниками и полукустарниками-псаммофитами [9]. На остальных участках пустынных экосистем рекомендуются в основном черкез, кандым, саксаулы белый и черный. Повсеместно на маломощных песках, припесчаненных такырах и в нижней части склонов и песчаных бугров, на всей поверхности мелких гряд, бугров, кучевых песков наиболее приемлемы для посадки черный саксаул, черкез Рихтера и кандымы мелкоплодный и густо щетинковый. Там же на верхней трети склона средних гряд, средней и верхней частях склонов крупных гряд следует высаживать только белый саксаул с учетом мощности и большой глубины залегания песчаных отложений.
В местах пересечения крупных, высоких и средних гряд, лежащих на такырах и такыровидных отложениях на верхней обарханенной части, целесообразно использовать для посадки саженцы кандыма древовидного, саксаула белого, черкеза Палецкого. На эоловых песках, лежащих на рых-лопесчаных отложениях пра-Амударьи, повсеместно необходимо использовать только белый саксаул.
В межгрядовых понижениях или на маломощных песках вблизи такыров, на маломощных, мелких, средних перемычках гряд целесообразно высаживать кандым и черкез.
На песках с близким залеганием непроточных засоленных в разной степени грунтовых вод (глубина 0-1,5 м) рекомендуем посадки саженцев из гребенщика, тополя разнолистного или туран-ги, атриплекса. На супесчаных песках с близкими (глубина залегания 1,5-2 м) пресными проточными грунтовыми водами (чаще встречаются на окраинах орошаемых земель) целесообразны посадки шелковицы белой, яблони, айвы, винограда, сосны эльдарской, туи и маклюры. Однако
данные насаждения должны регулярно поливаться в первые 2-3 года, а в местах, где глубина грунтовых вод составляет глубже 3 м, в течение всего периода жизни деревьев и кустарников.
На участках песков с близким залеганием грунтовых вод, прилегающих к солончакам, солончаковым впадинам (депизам), и на засоленных почвах с избыточным увлажнением рекомендуем высаживать атриплекс, турангу, гребенщик и лох восточный. Они тоже нуждаются в поливе в первые годы вегетации и роста. Поэтому для достижения 100% приживаемости растений необходимо высаживать саженцы пустынных растений (саксаул, черкез, кандым) и поливать их хотя бы один раз в месяц (май, июнь, июль, август) из расчета 10 л в лунку в вечерние и ночные часы. Без полива насаждения в песках дают приживаемость 10-70% в зависимости от условий года и места их произрастания. За весь период вегетации осуществляются 17 поливов (в том числе весной - 4, летом - 9 и осенью - 4). На каждое высаженное растение расходуется 16 (на песках) -20 л (на глинистых почвах) воды. При этом на каждое растение расходуется 270 (на песках) - 340 л воды в течение вегетации. Такое количество воды необходимо в первый год посадок для про-мачивания почвы в объеме 1 м3, во второй год вегетации целесообразно увеличить его до 1,5 м3. Этим методом можно создать многоцелевые насаждения на песках, где установлены механические защиты. Густота саженцев кустарников при их посадке по механическим защитам составляет 3000-3500 штук на 1 га. При этом густота посадок других назначений может быть от 12 500 до 500 на 1 га, а схема размещения - от 2х3 до 4х5 м в зависимости от вида посадочного материала и назначения создаваемых насаждений. Сроки, нормы и глубина заделки семян показаны в таблице.
Растение Глубина заделки семян, см Норма высева необес-крыленных семян, кг/га Сроки посева семян
песчаные почвы супесчаные почвы полная половина Центральные Каракумы Заунгузские Каракумы
Саксаул черный и белый 3 1,5-2 6 3 Февраль-март Март-апрель
Черкез Палецкого 3 2 6 3 -//- -//-
Кандымы крупноплодные (древовидный, голова медузы) 7-9 5-6 9 4,5
Кандымы мелкоплодные (высокий, туркестанский) 4-6 3,5 7 3,5
Применяются два основных эффективных метода проведения лесовосстановительных и фито-мелиоративных мероприятий, разработанных учеными Института пустынь АНТ, - полосный и кулисный [10]. Полосные насаждения создаются с внешней стороны инженерных участков, где установлены механические защиты и уже посажены кустарники-псаммофиты. Структура полосных насаждений изменяется в зависимости от инженерно-геоморфологических условий и видов растительности (рисунок 1). Они определяются такими критериями, как тип эоловых отложений, степень заращенности поверхности рельефа песков растительностью, глубина залегания и степень минерализации грунтовых вод. Полосные насаждения представляют собой кустарники из псаммофитов, посаженных или посеянных полосами. Их ширина колеблется от 4-6 до 10-20 м. Для их создания проводится предпосадочная подготовка почвы в зависимости от плотности дернового горизонта. Она выполняется чаще осенью. Вспахиваются полосы на глубину 25-27 см 4-х корпусным тракторным плугом марки ПН-4-35. Ширина обрабатываемой полосы зависит от ширины защищаемого инженерного объекта. На полузаросших песках проводится предпосадочная или предпосевная подготовка почвы, но только в местах наличия травянистой дернины.
Кулисы представляют собой систему из трех вспаханных полос, каждая шириной 1,4 м, размещенных через каждые 3 м. Кулисные насаждения, как и рядовые, создаются перпендикулярно господствующим ветрам, в зависимости от лесорастительных условий инженерного участка. На эоловых песках с благоприятными условиями для прорастания растительности расстояния между кулисами должны составлять 40 м, а на участках с удовлетворительными условиями - 30 м и с неблагоприятными 20 - 20 м (рисунок 2).
Рисунок 1 - Метод посева саженцев и семян по вспаханным полосам
Рисунок 2 - Кулисный метод посадки растительности.
Фитомелиоративные работы вокруг различных инженерных объектов по важности и назначению можно разделить на следующие условные группы:
1. Насаждения первой зоны, т.е. непосредственно прилегающие к трассе линейных инженерных объектов: автомобильным и железным дорогам (рисунок 3).
Рисунок 3 - Проведение фитомелиоративных работ с комбинированной установкой рядовых полускрытых механических защит вдоль автомобильной дороги
Она наиболее, в дефляционном отношении, опасная и сильно заносимая и выдуваемая зона, так как в ней эоловый рельеф и растительность очень нарушены планировкой в ходе строительства данного объекта. Насаждения первой зоны следует создавать только в комплексе с установкой полускрытых (клеточных и рядовых) защит из камыша и с растениями-закрепителями. Насаждения располагаются на расстоянии до 60 м по обе стороны от инженерного объекта и создаются путем посева и посадки кустарников-пескоукрепителей: саксаула, черкеза, кандыма по механическим защитам на подвижных участках и нижних 2/3 частей барханов. А верхняя 1/3 часть бархана оставляется оголенной, так как в последствии она закрепляется механическими защитами после выпо-лаживания ее преобладающими ветрами. Процесс выравнивания верхней части бархана зависит от ветрового режима территории, высоты бархана, аэродинамических условий и может завершиться через несколько месяцев или недель. На выравненной поверхности необходимо оперативно установить типы механических защит с одновременной посадкой и посевом растений-пескоукрепи-телей, но только в указанные оптимальные сроки.
Насаждения первой зоны могут создаваться локально не только на маленьких или больших участках, но и в местах распространения барханных цепей и полей сплошной полосой по обе стороны от инженерного объекта.
2. Создание насаждений второй зоны, т.е. участков, где растительность и рельеф песков были очень сильно изменены и частично выравнены. В данной зоне тоже следует проводить установку стоячих (клеточных и рядовых) защит из камыша или другого растительного материала в комплексе с посевом и посадкой растительности, но в незначительных объемах по механическим защитам, в основном на слабо заносимых мелких оголенных пятнах подвижных песков. Ширина насаждений может составлять 60-150 м.
3. Создание интразональных насаждений осуществляется методом посева и посадки солевыносливых (галофиты) и соле-, засухоустойчивых (галоксерофиты) растений. Эти насаждения охватывают не только оголенные, нарушенные и барханные пески, но и подвижные формы рельефа, лежащие на солончаках, то есть в местах избыточного увлажнения - орошаемых землях, котловинах, оврагах и других понижениях рельефа.
Они создаются с выборочной установкой механических защит, а на слабо заносимых участках рельефа - только посадкой растений-пескоукрепителей. Для этого можно использовать породы, произрастающие в условиях избыточного увлажнения и в местах образования фильтрационных озер. Они создаются совместно с посадками первой зоны.
4. Насаждения третьей зоны создаются на стыке границ песков Нижнеамударьинского и При-копетдагского оазисов с пустыней Каракум. Их общая полоса составляет в ширину 100-500 м, но без установки механических защит. С учетом рельефа, типов почв можно произвести посев или посадку или же сочетание посадок растений-пескоукрепителей. На грядовом такырном комплексе насаждения создаются на полосе шириной до 1000 м. На полузаросших и разбитых песках ширина увеличивается до 1500 м.
Главные функции третьей зоны насаждений заключаются в следующем:
содействовать естественному зарастанию внутриоазисных и приоазисных песков путем строгой охраны кустарников-семенников, а в местах их недостаточной густоты провести посадку саженцев или посев семян растений;
создать насаждения из декоративных, плодовых, ягодных видов растений для озеленения и развития садоводства на сопутствующих инженерных объектах: остановках, стоянках для отдыха, кафе, на пунктах техобслуживания и АЗС;
организовать лесные куртины, полосы и парки для рекреационных целей около мест отдыха. Для эффективного использования перечисленных зон из различной растительности следует строго учитывать количество и сроки выпадения атмосферных осадков. Они создают благоприятные условия для естественного возобновления различных видов растительности, а 80-90% осадков выпадает в весенний период с марта по середину мая, но обильное их выпадение бывает только раз в 5 лет.
Фитомелиоративные работы проводятся строго по очередности и в несколько последовательных и взаимосвязанных этапов:
подготовка почвы (только на задернелых песках, на такырах, солончаках и других плотных и ветроустойчивых поверхностях);
подбор ассортимента древесно-кустарниковых пород, посев семян и посадка саженцев, сеянцев или черенков, полив, охрана и защита культур от вредителей;
на участках мест отдыха, пунктах техобслуживания и АЗС, рекомендуем высаживать следующие породы: туя, сосна, яблоня, инжир, шелковица, тополь на поливе;
на границах орошаемых земель требуется посадка саженцев лоха, туранги и др. с поливом в первые 2-3 года;
на песчаных маломощных отложениях необходимо содействовать ее естественному возобновлению путем строгой охраны растительности;
на заносимых участках требуется локальная установка механических защит с посадкой по ним черного саксаула, кандыма, черкеза; на удалении от инженерных объектов следует проводить посев семян (в основном на участках, где мощность эоловых отложений на солончаках, такырах, перелогах составляет более 1 м); густота посадок и высев семян нужно регулировать в зависимости от лесорастительных условий и степени оголенности;
на пересечении барханных гряд и на откосах, в местах среза песчаных заросших гряд, необходима сплошная установка защит с посадкой кустарников.
Необходимо проводить выборочное закрепление барханов с обеих сторон линейных объектов по ширине 20-40 м и длине до 60 м. Требуется предварительные выполаживания крутых откосов в местах срезов высоких песчаных гряд и закрепление откосов в местах среза эоловых гряд с обязательной установкой механических защит. Ширина защит - 20-40 м, длина - до 200 м. На высоких оголенных барханных формах закрепляется 2/3 нижней части наветренного склона. Локально закрепляются мелкие барханные формы в понижениях и ячейках. На мелких оголенных участках полузаросших песков необходима выборочная посадка кустарников без установки механических защит и закрепление откосов в местах среза поперечных или продольных (редко) песчаных гряд и перемычек [5-7].
Закрепление откосов земляной насыпи линейных объектов проводится с использованием глины, щебенки, особенно в межгрядовых понижениях. Нужна сплошная защита с двух сторон на
отрезках спрямления, т.е. нарушения былого естественного рельефа. Требуются сплошные защиты с обеих сторон линейных объектов в местах пересечения барханных полей. Местами возможны планировка и установка механических защит в полосе шириной до 20 м. По механическим защитам нужна посадка и посев по полнормы сеянцев (1750 шт/га) и семян (3-4,5 кг/га). В первые месяцы межгрядовые понижения не закрепляются механическими защитами до заполнения их эоловым материалом. До выравнивания рельефа на 2/3 нижних гряд, расположенных в 30-60 м от линейных объектов, устанавливаются механические защиты и проводится полный комплекс посева и посадки. На расстоянии до 200-300 м от полосы линейного объекта в зависимости от условий и степени оголенности песков следует провести свободный посев семян псаммофитов без вспашки поверхности. Установка защит осуществляется при пересечении песчаных гряд, бугров, нарушенных в ходе возведения земляного полотна. На удалении от полосы дороги до 200-300 м рекомендуется посеять семена псаммофитов. На участках эоловых отложений, не нарушенных планировочными работами, посадка псаммофитов должна проводиться выборочно на пологих склонах, сильно расчлененных язвами выдувания на расстоянии от 60 до 150-200 м.
На песчаные отложения и наличие кустарников-семенников проще проводить естественное возобновление древесно-кустарниковой растительности с одновременным созданием охраной полосы 1000-1500 м. На сильно заносимых участках инженерных объектов следует устанавливать механические защиты с посевом семян кандыма, черкеза и черного саксаула. При пересечении единичных средних и крупных песчаных бугристых песков и других крупных форм эолового рельефа тоже необходимо создание механических защит с посадкой кандыма, черкеза и саксаула (рисунок 4).
Рисунок 4 - Посадки чёрного саксаула на маломощных песчаных отложениях
Плотность посадки зависит от степени оголенности и подвижности песков. На слабо заносимых участках линейных объектов следует выборочно устанавливать рядовые защиты и высевать половину нормы семян и саженцев (1,7 тыс. штук на один га) саксаула, черкеза и кандыма. На сильно заносимых отрезках дороги на оголенных грядах и барханах необходима установка механических защит с одновременной посадкой саженцев кустарников-псаммофитов: саксаула белого, черкеза и кандыма.
Фитомелиоративные работы на подвижных песках должны выполняться с учетом степени подвижности барханов, глубины залегания грунтовых вод, подстилающих отложений, характера и
особенностей распределения пустынной растительности. Знание этих условий позволяет более правильно подходить к выбору культур для разных экологических условий и с большим успехом вести агролесомелиоративные работы. Посевы их производят при необходимости закрепления сильно подвижных песков, когда на них невозможно культивировать кустарники, или в случаях, когда по хозяйственным соображениям необходимо увеличить запасы кормовых трав. Выбор посева или посадок растений решается в зависимости от типа песков. На песках с хорошими экологическими условиями, например внутри оазисов или на их границе, где грунтовые воды сравнительно пресные и залегают неглубоко, хороший результат может быть получен при посеве кустарников и трав.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Бабаев А.Г. Проблемы освоения пустынь. - Ашхабад: Ылым, 1995. - 340 с.
[2] Бабаев А.Г. Проблемы пустынь и опустынивания. - Ашхабад: Туркменская государственная издательская служба, 2012. - 408 с.
[3] Вейсов С.К., Хамраев Г.О., Добрин А.Л. Развитие процессов техногенного опустынивания на территории Туркменистана и борьба с ними. - Алматы, 2008.
[4] Вейсов С.К., Курбанов О.Р., Хамраев Г.О., Акыниязов А.Д. Эоловые равнинные ландшафты Каракумов // Проблемы освоения пустынь. - 2009. - № 1. - С. 18-23.
[5] Вейсов С.К., Хамраев Г.О., Аннаева Г.Н. Методы проектирования и защиты линейных инженерных объектов в Каракумах // Проблемы освоения пустынь. - 2007. - № 3. - С. 56-57.
[6] Вейсов С.К., Хамраев Г.О. Методы закрепления подвижных песков вдоль железной дороги Ашхабад - Дашогуз // Проблемы освоения пустынь. - 2004. - № 1.
[7] Вейсов С.К., Хамраев Г.О., Пирназаров О.М. Фитомелиорация подвижных песков с использованием местной растительности // Сборник конференции БИО. - Костанай, 2019.
[8] Закрепление подвижных песков СССР. - Ашхабад: Ылым, 1982. - 235 с.
[9] Петров М.П. Мировой опыт облесения и закрепления подвижных песков в пустынях земного шара. - М.: Изд. ЛГУ, 1974. - 47 с.
[10] Фитомелиорация пустынь Туркменистана. - Ашхабад: Ылым, 1979.
REFERENCES
[1] Babaev A.G. Problems of desert development. Ashgabat: Ylym, 1995. 340 р. (in Russ.).
[2] Babaev A.G. The problems of deserts and desertification. Ashgabat: Turkmen State Publishing Service, 2012. 408 р. (in Russ.).
[3] Veisov S.K., Khamraev G.O., Dobrin A.L. The development of man-made desertification processes in the territory of Turkmenistan and the fight against them. Almaty, 2008 (in Russ.).
[4] Veisov S.K., Kurbanov O.R., Khamraev G.O., Akyniazov A.D. Eolian plain landscapes of Karakums // Problems of desert development. 2009. № 1. Р. 18-23 (in Russ.).
[5] Veisov S.K., Khamraev G.O., Annaeva G.N. Methods of projecting and protecting of linear engineer objects in Karakums // Problems of desert development. 2007. № 4. Р. 56-57 (in Russ.).
[6] Veisov S.K., Khamraev G.O. The method of fixing mobile sands along the railway Ashkhabad-Dashoguz // Problems of desert development. 2004. № 1 (in Russ.).
[7] Veisov S.K., Khamraev G.O., Pirnazarov O.M. Phytomelioration of moving sands using local vegetation // Proceedings of the BIO conference. Kostanay, 2019 (in Russ.).
[8] Consolidation of moving sands of the USSR. Ashgabat: Ylym, 1982. 235 р. (in Russ.).
[9] Petrov M.P. The world experience of siltation and consolidation of moving sands in the deserts of the world. М.: LGU, 1974. 47 р. (in Russ.).
[10] Phytomelioration of Turkmenistan desert. Ashgabat: Ylym, 1979 (in Russ.).
С. К. Вейсов,1 Г. О. Хамраев2
1Г.г.к., жетекш гылыми кызметкер (Ауыл шаруашылыгы жэне коршаган ортаны коргау министрлтнщ Шел, флора жэне фауна ^лттьщ институты, Ашхабад, ТYрiкменстан) 2Г.г.к., гидрометеорология кафедрасыныц мецгерушга (Магтымг^лы атындагы ТYркiмен мемлекетпк университет^ Ашхабад, ТYрiкменстан)
ЦАРАК;¥М Ш6ЛЩДЕГ1 ДЕФЛЯЦИЯЛЬЩ ПРОЦЕСТЕРДЕН ИНЖЕНЕРЛ1К ОБЪЕКТ1ЛЕРД1
ЦОРГАУ YШIН ФИТОМЕЛИОРАЦИЯЛЫ; Ж¥МЫСТАРДЫ ЖYРГIЗУ ЕРЕКШЕЛ1КТЕР1
Аннотация. Караем шелi жагдайында орналаскан эртYрлi инженерлж нысандарды фитомелиоративпк ж^мыстар эдiстерiмен коргаудыц тиiмдi эдiстерi айкындалды. ТYрiкменстан ауыл шаруашылыгы жэне коршаган ортаны коргау министрлшнщ шелдер, еамджтер жэне жануарлар элемi ^лттык институты журпзген
кепжылдык зерттеулер фитомелиоративп эдiстердi колдану жылжымалы жэне техногендш к^мдарды т^рактандыруга Yлкен эсер етепндтн дэлелдейдi. Сонымен катар, еамдш жамылгысынын калпына келуi шел экожуйелершщ т^рактылыгынын жогарылауына жэне аридтi (к^ргак) биоэртYрлiлiктiн жогарылауына экеледi. Фитомелиорациянын б^л эдiстерi Караем шелiнiн аймактык ерекшелжтерше карамастан жылжы-малы к¥мдарды т^рактандыру Yшiн толык кешенде гана колданылады.
ТYЙiн сездер: дефляция процестерi, фитомелиоративтж эдiстер, жылжымалы к¥мдарды бешту, ес1мдак тYрлерi, орман есiру жагдайлары, Караем шелi.
S. K. Veisov1, G. O. Hamrayev2
Candidate of geographical sciences, lead research worker (National Institute of Deserts, Flora and Wildlife Ministry of Agriculture and Environmental Protection, Ashgabat, Turkmenistan) 2Candidate of geographical sciences, head of a chair of hydrometeorology (Turkmen State University named after Magtymguly, Ashgabat, Turkmenistan)
FEATURES OF PHYTOMELIORATIVE WORKS TO PROTECT ENGINEERING FACILITIES FROM DEFLATION PROCESSES IN THE KARAKUM DESERT
Anstract. Effective methods of protection of various engineering facilities located in the conditions of the Karakum desert by the methods of phytomeliorative works have been determined. Long-term studies conducted by the National Institute of Deserts, Flora and Fauna of the Ministry of Agriculture and Environmental Protection of Turkmenistan prove that the use of phytomeliorative methods has the greatest effect on the stabilization of moving and technogenic sands. In addition, the restoration of native vegetation leads to an increase in the resilience of desert ecosystems and an increase in arid biodiversity. These methods of phytomelioration are used only in combination to stabilize moving sands, regardless of the regional characteristics of the Karakum Desert.
Keywords: deflation processes, phytomeliorative methods, fastening of shifting sands, types of vegetation, forest conditions, Karakum desert.
